[發(fā)明專利]通用的機器人眼在手上標定方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210116083.5
• 申請日: 2022-02-07
• 公開（公告）號: CN114147728B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王燦;郭駿杰;丁丁
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州靈西機器人智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州創(chuàng)智卓英知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33324
• 代理人: 張迪

1.一種通用的機器人眼在手上標定方法，其特征在于，所述方法包括：

控制機器人沿機器人基座坐標系拍攝第一標定板圖像組，其中，所述第一標定板圖像組包括在機器人基座坐標系的原點、X軸、Y軸和Z軸的方向上至少各拍攝的一張標定板圖像；

根據(jù)所述第一標定板圖像組，獲得標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣以及機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣；

根據(jù)機器人姿態(tài)、機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣和標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣，獲得機器人末端到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣；

控制機器人末端與相機作為一個剛性的整體繞與機器人基座坐標系Z軸平行的軸旋轉(zhuǎn)，并拍攝若干個位姿下的第二標定板圖像組；

根據(jù)所述第二標定板圖像組，獲得若干個標定板坐標系下相機的位姿，根據(jù)所述若干個標定板坐標系下相機的位姿，進行三維圓擬合獲得圓心；

將旋轉(zhuǎn)軸上與機器人末端在機器人基座坐標系下相同高度的點記為，相機在機器人基座坐標系下的位置記為，機器人末端在機器人基座坐標系下的位置記為；

獲取和，根據(jù)標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣、機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣、和，獲得相機到機器人末端的平移矩陣；

根據(jù)所述機器人末端到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣和相機到機器人末端的平移矩陣，獲得機器人眼在手上的標定結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一標定板圖像組，獲得標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣包括；

根據(jù)所述第一標定板圖像組、相機內(nèi)參和鏡頭畸變參數(shù)，獲得若干個標定板坐標系下相機的位姿，對所述若干個標定板坐標系下相機的位姿取平均，獲得標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一標定板圖像組，獲得機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣包括：

根據(jù)所述第一標定板圖像組，分別獲取平行于機器人基座坐標系X軸、Y軸和Z軸的直線方程，并分別獲取所述直線方程的方向向量；

根據(jù)所述直線方程的方向向量，獲得機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)機器人姿態(tài)和機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣、標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣，獲得機器人末端到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣包括：

根據(jù)機器人姿態(tài)和機器人基座到標定板坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣，獲得機器人末端到標定板的旋轉(zhuǎn)矩陣；

根據(jù)標定板到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣和機器人末端到標定板的旋轉(zhuǎn)矩陣，獲得機器人末端到相機的旋轉(zhuǎn)矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取包括：

控制機器人平移，使得工具接觸標定板平面上標定板原點預設(shè)范圍內(nèi)的點，獲取當前機器人姿態(tài)；

控制機器人末端沿機器人基座坐標系Z軸向上平移，拍攝標定板圖像并獲得當前機器人姿態(tài)；

根據(jù)所述標定板圖像進行外參標定，獲得標定板坐標系下的向量，所述標定板坐標系下的向量左乘標定板坐標系到機器人基座坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣，獲得機器人基座坐標系下的向量，其中，為標定板坐標系原點，指在機器人基座坐標系下；

根據(jù)機器人姿態(tài)、機器人姿態(tài)和工具標定結(jié)果，獲得機器人基座坐標系下的向量，根據(jù)和獲得，其中，指機器人姿態(tài)下法蘭的位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制機器人沿機器人基座坐標系拍攝第一標定板圖像組之前，所述方法還包括：

獲取相機內(nèi)參、鏡頭畸變參數(shù)以及工具標定結(jié)果，其中，所述工具標定結(jié)果為工具與機器人末端的平移關(guān)系。